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しつもん3

私たちの“設計図”はどこから来たのか

私たちの“設計図”はどこから来たのか

かみはだいろなど,わたしたちのがいけんなにによってまるのでしょうか。たけたいかくはどうですか。どうしてわたしたちはおやているのでしょうか。ゆびさきかたがわやわらかくなり,はんたいがわかたつめおおわれるのはなぜでしょうか。

チャールズ・ダーウィンのだい,こうしたもんこたえはなぞつつまれていました。ダーウィンしんからだとくちょうおやからがれることにつよかんしんいだいていましたが,でんほうそくについてほとんどりませんでした。でんかかわるさいぼうないのメカニズムについてはなおさらです。しかしいまでは,ながねんにわたってヒトのでんけんきゅうしてきたせいぶつがくしゃたちにより,DNA(デオキシリボかくさん)というきょうてきぶんなかまれているしょうさいな“せっけい”のそんざいあきらかになりました。では,その“せっけい”はどこからたのでしょうか。

がくしゃたちのかんがえ: せいぶつがくしゃなどのおおくのがくしゃたちは,DNAやそれにふくまれている“せっけい”はながねんげつをかけてぐうぜんがった,とかんがえています。DNAのぶんこうぞうにも,DNAがでんたつするじょうほうにも,DNAののうにも,せっけいされたしょうまったられない,といます。17

せいしょにはどんなことがかれているか: せいしょによると,じんたいかくけいせいとそのタイミングについてのじょうほうが,かみの“しょ”にかれています。ダビデというおうさまは,せいなるちからみちびかれて,かみにこういました。「あなたのたいわたしました。わたしのあらゆるぶんがあなたのしょかれました。それらがかたちづくられるのことが,まだどのぶんもできていないときかれました」。(へん 139:16

これまでにあきらかになっていること: もししんじつなら,DNAがぐうぜんれんぞくによってしょうじたとかんがえられるこんきょいくらかはあるはずです。いっぽう,もしせいしょかれていることがじつなら,DNAがたかのうかたによってつくられたしょうがあるはずです。

DNAのごとみは,ぢかものえてかんがえるとかいしやすくなります。では,もういちさいぼうないの“けんがく”にけましょう。こんかいけんがくするのは,ヒトのさいぼうについてまなべるはくぶつかんです。たてものぜんたいがヒトのだいひょうてきさいぼうけいになっています。おおきさはじっさいさいぼうの1300まんばいで,7まんにんしゅうようできるおおがたスポーツきょうじょうみです。

はくぶつかんなかはいって,まずうばわれるのは,たくさんのみょうぶったいです。ちゅうおうにはきゅうけいかくがあり,たかさは20かいてのたてものほどです。では,かくなかはいってみましょう。

こうがくじゅつぎょう」 DNAのコンパクトなしゅうのう DNAはさいぼうかくなかにコンパクトにしゅうのうされており,それはこうがくじゅつぎょうえる。ながさ40㌔のごくぼそいとをテニスボールのなかめるようなもの。

かくがいへき,つまりかくまくにあるドアをとおってなかはいると,そのくうかんは46ぽんせんしょくたいでいっぱいです。ほんてきおなじものがついになっていて,たかさはさまざまですが,いちばんちかくにあるのは12かいてのたてものほどです(1)かくせんしょくたいちゅうおうがくびれていて,つながったソーセージのようです。でも,ふとさはきょぼくみきぐらいあります。せんしょくたいにはそくにたくさんのよこすじはいっています。ちかくにってると,それぞれのすじたてせんがあり,たてせんあいだにはまたよこせんはいっています(2)ほんまれているのでしょうか。そうではありません。らせんじょうにきつくかれたそとがわがそのようにえるのです。1つのってみると,まえてきます。よくるとそのは,せいぜんならんだたくさんのちいさなコイルでできています(3)。そのコイルじょうのものをこうせいしているのは,ながいロープのようなものです。これがいちばんだいなもののようです。いったいなんでしょうか。

DNAぶんきょうてきこうぞう

せんしょくたいけいのこのぶんをロープとぶことにしましょう。ふとさは2.5㌢ほどです。リールにきつくかれていて(4),それがさらにぐるぐるとかれてコイルのようになっています。それらのコイルはあしのようなものにくっついているので,あるべきしょたもたれます。そばにあるパネルのせつめいによると,このロープはじょうこうりつよくしゅうのうされているとのことです。せんしょくたいけいすべてからロープをほどいてばすと,きゅうはんしゅうするほどのながさになるのです。 a

あるがくしょは,こうりついこのしゅうのうシステムを「こうがくじゅつぎょう」とひょうしています。18 では,このぎょうにどんなじゅつしゃかかわっていない,とかんがえるのはすじとおったことでしょうか。もしこのはくぶつかんなかに,なんびゃくまんてんものしょうひんをきれいにちんれつしたおおきなみせがあり,しいものかんたんつけられるとしたら,そうしたみせがひとりでにできたとかんがえるでしょうか。もちろん,そうはかんがえないでしょう。では,そのようなみせよりはるかにしゅうのうこうりつすぐれているさいぼうについてはどうでしょうか。

ちかくのパネルに,「ロープをってごらんください」かれています。のひらにせててみると(5),これがつうのロープではないことにきます。2ほんのひもが,らせんじょうからっています。その2ほんのひもは,とうかんかくにあるちいさなぼうでつながっています。ねじれたはしごのようになっていて,らせんかいだんています(6)。これこそが,せいめいしんともいうべきDNAぶんです。

1つのDNAぶんがリールやあしによってきれいにまとめられ,1ぽんせんしょくたいになっていたわけです。はしごのよこは,えんつい(7)ばれています。それにはどんなやくがあるのでしょうか。ぜんたいとしてどんなはたらきをしているのでしょうか。パネルにかんたんせつめいがあります。てみましょう。

きゅうきょくじょうほうおくシステム

パネルによれば,DNAをかいするかぎは,はしごのよこにあります。はしごをたてったとしましょう。はしごのたてそれぞれからよこはんぶんています。よこひんは4しゅるいしかなく,がくしゃたちはそれを,A,T,G,Cとんでいます。それら4つの“”がさまざまなはいれつならび,あんごうされたじょうほうになっています。

19せいはつめいされたモールスごうをごぞんじかもしれません。モールスごうは,でんしんなどによるやりとりで使ようされます。モールスごう使つかう“”は,てん(・)とせん(–)の2つだけです。それでも,すうたんぶんつくせます。いっぽうDNAのあんごう使つかわれているのは4です。A,T,G,Cのはいれつちがいによって,コドンとばれるさまざまな“たん”がつくられます。コドンがつらなると,でんという“ぶんしょう”になります。でん1つは,へいきんして2まん7000からっています。でんぶんとそうでないながぶんこうにつながって,せんしょくたいという“しょう”ががります。そして23のせんしょくたいが,ゲノムという“ほん”,つまりヒトのぜんでんじょうほうけいせいします。 b

ゲノムはきょだいほんたとえられます。どれほどのじょうほうおさめられているのでしょうか。ヒトのゲノムはごうけい30おくほどのえんつい(DNAのはしごのよこ)でっています。19 ひゃってんなかには1かんが1000ページをえるものがありますが,ゲノムのじょうほうそうとすると,そうしたひゃってん428かんぶんになります。かくさいぼうないにあるゲノムのもう1つのセットをわせると,856かんになります。このゲノムひゃってんぜんかんをタイピングするとしたら,1にち8かんしゅう5きゅうなしではたらいても,80ねんかかるほどのじょうほうりょうです。

たとえぜんにゅうりょくえたとしても,がったてんはそのままではじんたいやくにはちません。そのてんなんびゃっかんぶんものじょうほうを,100ちょうもあるじょうちいさなさいぼうひとひとつにおさめなければならないからです。にんげんじゅつでは,それほどのじょうほうをそこまでコンパクトにおさめることはとてもできません。

ぶんせいぶつがくとコンピューターがくいちきょうじゅはこうっています。「かんそうさせると1りっぽう㌢ほどのたいせきになるDNA1㌘には,CDやく1ちょうまいぶんじょうほうろくできる」。20 これはどれほどすごいことなのでしょうか。すでにかんがえたように,DNAには,でんつまりじんたいせっけいふくまれており,かくさいぼうおなかんぜんせっけいはいっています。では,ティースプーン1ぱいのDNAには,なんにんぶんせっけいおさめられるでしょうか。なんとげんざいかいじんこうやく310ばいぶんです。かいの80おくにんぶんせっけいなら,ティースプーンのひょうめんうすおおぶんだけでじゅうぶんなのです。21

ちょしゃのいないほん

DNA1㌘には,CDやく1ちょうまいぶんじょうほうろくできる。

おくばいたいがたすすんだいまでも,にんげんつくったせいひんで,これほどのようりょうのものはありません。では,にんげんつくったCDについてかんがえてみましょう。CDのつくりはじつごとです。かたちゆうたいしょうで,ひょうめんにはこうたくがあり,デザインにがありません。あたまのいいひとつくったことはあきらかです。そのCDに,じょうほうではなく,ふくざつかいせいさく,メンテナンス,しゅうじゅんについてのめいかいしょうさいろくされているとします。まれているじょうほうは,CDのおもさやおおきさにはえいきょうしませんが,そうしたじょうほうがあってこそCDはちます。じょうほうおさめられているなら,とうぜんだれせいのあるひともとじょうほういたはずではないでしょうか。

DNAをCDやほんたとえるのは,こじつけではありません。ゲノムにかんするあるほんにはこうかれています。「ゲノムをいっさつほんてるというがいねんは,じつうとたんなるではない。まさしくそのとおりなのだ。いっさつほんは,ひとまとまりのデジタルじょうほうえる。……ゲノムもまたそうだ」。こうもかれています。「ゲノムはらしくこうほんで,じょうけんさえととのえば,みずからをふくしゃしたりったりできる」。22 では,DNAがみずからをコピーしたりったりするとはどういうことかていきましょう。

はたらかいたち

しずかなはくぶつかんけんがくしながら,1つもんきます。じっさいさいぼうかくは,このけいのようにじっとせいしているのでしょうか。ふとると,べつてんぶつがあります。ガラスのショーケースにDNAのけいいちはいっていて,そのうえに「ボタンをしてください」とかれています。ボタンをすと,おんせいガイドがながれます。「DNAがおこなたいせつごとを2つごしょうかいします。1つふくせいです。DNAは,あたらしいさいぼうに1そろいのでんじょうほうふくまれるようにするため,コピーされるひつようがあります。それがどのようにおこなわれるかごらんください」。

てんぶつはしとびらから,いかにもふくざつそうなかいあらわれます。いくつものロボットがわさったかいです。DNAにちかづいてみっちゃくし,せんうえはしれっしゃのように,DNAに沿ってうごきます。はやぎてなにをしているのかよくかりませんが,かいうしろから,もともとは1ぽんだったDNAのロープが2ほんえててきているのがえます。

おんせいガイドがながれます。「これは,DNAのふくせいようをごくかんたんさいげんしたものです。こうばれるかいのようなぶんいくつも,DNAに沿ってどうします。まず,DNAを2ほんのひもにけ,それぞれのひもをがたとして,それとついになるあらたなひもをつくします。すべてをおせすることはできませんが,ほかにもいろいろなものがかかわっています。たとえば,ふくせいかいまえき,DNAのかたほうのひもをせつだんして,DNAのねじれをゆるめるちいさなそうがあります。また,DNAの“こうせい”もなんおこなわれます。きょうてきせいかくさで,あやまりをはっけんし,しゅうせいします」。( 16-17ページをごらんください。)

おんせいガイドがつづきます。「ぎょうそくはおかりいただけるとおもいます。ロボットはかなりのスピードでうごいています。じっさいこうは,DNAの“せん”に沿って,1びょうで100のよこつまりえんついとおぎます。23 てつどうせんおおきさまでかくだいすると,このこうの“かんしゃ”はそく80㌔じょうしっそうしていることになります。さいきんなかでは,こうはその10ばいものそくうごきます。ヒトのさいぼうでは,そうしたなんびゃくものふくせいかいがDNAの“せん”のあちこちではたらき,ゲノムぜんたいのコピーをわずか8かんでやってのけます」。24 (20ページの「 んでコピーできるぶん」というかこみをごらんください。)

DNAを“む”

DNAのふくせいかい退たいじょうし,べつかいあらわれます。これもDNAに沿ってうごきますが,まえかいよりもゆっくりです。DNAのロープがかいなかまれていき,そのままの姿すがたはんたいがわからてきます。でも,かいべつところから1ぽんあたらしいひもがてきていて,しっぽがびているかのようです。なにこっているのでしょう。

ふたたおんせいガイドがながれます。「DNAの2つごとてんしゃです。DNAはあんぜんさいぼうかくそとることはありません。では,じんたいこうせいするぜんタンパクしつの“レシピ”であるでんは,どうやってられ,さいぼうかくそと使つかわれるのでしょうか。そこでかつやくするのがこのかいです。このこうはまず,DNAのとくていしょつけます。そこには,さいぼうかくそとからがくてきしんごうによってスイッチがオンになったでんがあります。このこうつぎに,そのでんをコピーし,RNA(リボかくさん)とばれるぶんつくします。RNAはいっけん,DNAのかたほうのひもにていますが,じっさいちがいます。でんないあんごうされたじょうほうてんしゃされたものです。こうないごうせいされたRNAは,さいぼうかくてリボソームにじょうほうはこびます。そしてリボソームでそのじょうほう使つかってタンパクしつつくられます」。

こうしたけいがあれば,おもわずってしまうでしょう。このはくぶつかんらしさにかんしんし,いろいろなてんぶつかいせっけいしてつくったひとたちはほんとうにすごいとおもうにちがいありません。では,もしこのはくぶつかんぜんたいうごし,ヒトのさいぼうないどうきているすうのことがすべさいげんされるとしたら,どうでしょうか。それはきっとだいはくりょくで,ひとあっとうすることでしょう。

はくぶつかんたいろいろなことが,あなたのからだの100ちょうものさいぼうなかで,いまこのしゅんかんも,ちいさくてふくざつなたくさんの“かい”によってじっさいおこなわれているのです。DNAがられて,じんたいこうせいするおよそ10まんしゅるいのタンパクしつごうせいするためのおくられています。また,DNAがコピーされてこうせいされ,がったしょあたらしいさいぼうないまれています。

こうしたじつからなにかるか

では,もういち,「こうした“せっけいすべてはどこからたのだろう」とかんがえてみましょう。せいしょによると,この“ほん”はにんげんよりすぐれたかたによってかれました。それはほんとうだいおくれでがくてきかんがえなのでしょうか。

つぎのことをかんがえてみてください。たったいまけんがくしたようなはくぶつかんを,にんげんつくれるでしょうか。つくろうとしても,おおきなかべにぶつかるでしょう。ヒトゲノムやそののうについては,まだあまりよくかっていません。がくしゃたちはいまも,すべてのでんがどこにあり,どんなはたらきをするかをかいめいしようとふんとうしています。そのうえ,DNAのロープのなかでんであるぶんは,ぜんたいのごくいちにすぎません。でんではない,ほかのだいぶんなんなのでしょうか。がくしゃたちはそのぶんをジャンク(がらくた)DNAとんでいましたが,さいきんになってそのかたあらためました。そのぶんにより,でんがどのように,またどのてい使ようされるかがコントロールされている,とかんがえるようになっています。たとえこれからかいめいすすんで,がくしゃがDNAぜんたいけいと,コピーやこうせいおこなかいつくげることができたとしても,じつぶつのううごきをかんぺきさいげんすることなどできないでしょう。

ゆうめいがくしゃリチャード・ファインマンは,くなるすこまえこくばんにこうきました。「わたしぶんつくれないものはかいできない」。25 けんきょそっちょくなコメントであり,まさにDNAについてもてはまります。がくしゃたちはDNAも,それをふくせいするこうてんしゃするこうつくれません。DNAについてじゅうぶんかいすることもできていません。それなのに,ぐうぜんかさなってなにもかもがぜんしょうじたにちがいない,ひとたちがいます。これまでかんがえてきたことからすると,そのかたほんとうすじとおっているとおもいますか。

しょうからしてぐうぜんとはかんがえにくい,とゆうしきしゃたちもいます。たとえば,DNAのじゅうらせんこうぞうはっけんこうけんしたフランシス・クリックというがくしゃは,DNAぶんこうぞうはあまりにもごとなので,ぜんしょうじたとはおもえない,といました。そして,せいきゅうがいせいめいたいがDNAをきゅうおくみ,せいめいたんじょうたすけた,というせつていしょうしました。26

もっとさいきんでは,50ねんにわたってしんろんとなえてきたちょめいてつがくしゃアントニー・フルーが,かんがえを180えました。81さいときに,せいめいなんらかのせいはたらきによってつくられたのだろう,とうようになったのです。どうしてそうかんがえるようになったかというと,DNAについてまなんだからです。あなたのあたらしいかんがえはがくしゃたちにはひょうでしょうね,とわれて,フルーはこうこたえたとされています。「それはざんねんです。わたしはこれまでずっと,どこにこうともしょうみちびほうすすむ,という……しんねんしたがってきてきました」。27

どうおもいますか: しょうはどんなけつろんへとみちびいているでしょうか。あるこうじょうなかのコンピューターしつはいったとしましょう。コンピューターが,こうじょうぜんこうていせいぎょするふくざつなメインプログラムをじっこうしています。しかもそのプログラムは,こうじょうないかいすべてのせいぞうやメンテナンスにかんするつねし,なおかつみずからをコピーし,こうせいしています。あなたはそれをて,そのコンピューターやプログラムはひとりでにできたにちがいないとおもうでしょうか。それとも,あたまのいいだれかがつくったのだろうとおもうでしょうか。こたえはあきらかです。

aさいぼうぶんせいぶつがく」というほんでは,つぎのようにたとえられています。このながいロープをさいぼうかくなかしゅうのうするのは,ながさ40㌔のごくぼそいとをテニスボールのなかめるようなものです。しかも,いとちつじょただしくせいぜんおさめられていて,どのぶんでもかんたんせます。

b かくさいぼうには,ゲノムが2セットはいっています。わせてせんしょくたい46ぽんになります。